技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)用于土地利用規(guī)劃編制的土地資源空間優(yōu)化配置方法，其特征是它綜合考慮土地利用的直接目標(biāo)與空間目標(biāo)，且從空間上定義相關(guān)約束條件，并通過多目標(biāo)遺傳算法的搜索，實(shí)現(xiàn)土地資源空間優(yōu)化配置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于土地利用規(guī)劃編制的土地資源空間優(yōu)化配置方法，其特征是它包括以下步驟：

S1、將待規(guī)劃區(qū)域的土地劃分為若干個(gè)柵格，對(duì)每個(gè)柵格隨機(jī)賦予一個(gè)用地類型，產(chǎn)生一個(gè)土地資源空間的配置方案作為一個(gè)初始解，重復(fù)步驟(1)n次獲取n個(gè)初始解；

S2、計(jì)算前述n個(gè)初始解的綜合目標(biāo)值大??；

S3、采用遺傳算法中的輪盤賭方式對(duì)前述步驟獲取的n個(gè)初始解就行預(yù)處理，得到m個(gè)優(yōu)化解；

S4、采用遺傳算法中的交叉與變異算子對(duì)步驟(3)獲取的m個(gè)優(yōu)化解進(jìn)行處理，得到m個(gè)下一代解，計(jì)算m個(gè)下一代解的綜合目標(biāo)值大?。?/p>

S5、將n個(gè)初始解和m個(gè)下一代解的綜合目標(biāo)值大小進(jìn)行排序，獲取其中的最優(yōu)解并且用排序在先的n個(gè)優(yōu)化解替換原來n個(gè)初始解，返回步驟(3)，直至連續(xù)若干次的最優(yōu)解均相同，結(jié)束循環(huán)，將前述最優(yōu)解作為土地資源的最佳空間優(yōu)化配置方案。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于土地利用規(guī)劃編制的土地資源空間優(yōu)化配置方法，其特征是步驟S2中，計(jì)算綜合目標(biāo)值大小具體包括以下步驟：

步驟一：定義土地資源配置的兩大類目標(biāo)，即直接目標(biāo)與空間目標(biāo)；

步驟二：根據(jù)待規(guī)劃區(qū)域的土地利用約束條件，獲取各土地利用類型的轉(zhuǎn)化概率；

步驟三：建立多目標(biāo)優(yōu)化方案，獲取土地資源空間配置方案的綜合目標(biāo)值計(jì)算公式。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于土地利用規(guī)劃編制的土地資源空間優(yōu)化配置方法，其特征是步驟一具體包括以下步驟：

直接目標(biāo)是指土地利用產(chǎn)生的直接效益，包括經(jīng)濟(jì)利益、生態(tài)利益與空間適宜度；

空間目標(biāo)是指土地利用空間分布狀況，具體指土地利用類型空間分布的緊湊性；

采用下述公式分別表示待配置區(qū)中三種直接目標(biāo)的效益最大化以及空間緊湊性最大化：

$Max\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=1}{\overset{R}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{econ}}_k{x}_{ijk};Max\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=1}{\overset{R}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{natr}}_k{x}_{ijk};Max\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=1}{\overset{R}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{suit}}_{ijk}{x}_{ijk}$

$Max\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}\underset{i=1}{\overset{R}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{C}{\Σ}}\left(\underset{m=i-1}{\overset{i+1}{\Σ}}\underset{n=j-1}{\overset{j+1}{\Σ}}\frac{neig(m,n)}{8}\right);neig(m,n)=\left\{\begin{array}{cc}1& x_{ijk}=x_{mnk}\\ 0& otherwise\end{array}\right.$

其中：待配置區(qū)有R×C個(gè)空間柵格單元，

K表示土地利用類型的數(shù)量，k表示土地利用類型的編號(hào)；R表示行數(shù)，i表示行編號(hào)，C表示列數(shù)，j表示列編號(hào)；x_ijk是一個(gè)二元變量，當(dāng)編號(hào)為(i,j)的格柵屬性是土地利用類型k時(shí)，x_ijk＝1，否則x_ijk＝0；

econ_k是一個(gè)柵格被用于土地利用類型k時(shí)，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)利益大小；

natr_k是一個(gè)柵格被用于土地利用類型k時(shí)，其產(chǎn)生的生態(tài)利益大小；

suit_ijk是柵格(i,j)對(duì)土地利用類型k的適宜度大??；suit_ijk由GIS中基于柵格尺度的空間疊加評(píng)價(jià)法得到；

柵格(m,n)是柵格(i,j)的鄰域柵格，其中m表示鄰域柵格的行號(hào)，n表示鄰域柵格的列號(hào)；如果柵格(m,n)與核心柵格(i,j)有相同的土地利用類型屬性，則neig(m,n)＝1，否則neig(m,n)＝0，通過該參數(shù)能夠測(cè)算土地利用布局的空間緊湊性大小。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于土地利用規(guī)劃編制的土地資源空間優(yōu)化配置方法，其特征是步驟二中，根據(jù)待規(guī)劃區(qū)域的土地利用約束條件，采用下述公式獲取各土地類型的轉(zhuǎn)化概率：

具體公式表示如下：

B_ijk＝0 (i,j)∈D_k(i,j), r≥ps×pop

其中：r是居住用地?cái)?shù)量，ps是人均居住標(biāo)準(zhǔn)，pop是目標(biāo)年人口數(shù)量；

D_k(i,j)是第k類土地利用類型的空間禁止區(qū)，B_ijk代表柵格(i,j)對(duì)土地類型k的轉(zhuǎn)化概率是0，其他情況的轉(zhuǎn)換概率是1，表示自由轉(zhuǎn)換。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于土地利用規(guī)劃編制的土地資源空間優(yōu)化配置方法，其特征是步驟三中建立多目標(biāo)優(yōu)化方案具體步驟如下；

采用下述公式對(duì)各直接目標(biāo)進(jìn)行修正：

$f_{\mathrm{\δ}}={\left(\frac{f_{ad\mathrm{\δ}}-{\mathrm{ad\δ}}_u}{{\mathrm{ad\δ}}_l-{\mathrm{ad\δ}}_u}\right)}^{\mathrm{\ρ}}{\left(\frac{f_{spa}-{\mathrm{spa}}_u}{{\mathrm{spa}}_l-{\mathrm{spa}}_u}\right)}^{\mathrm{\ρ}},$

其中，δ是直接目標(biāo)的個(gè)數(shù)；f_δ是修正后的第δ個(gè)直接目標(biāo)的大小，

adδ_u是第δ個(gè)直接目標(biāo)的最大值，adδ_l是第δ個(gè)直接目標(biāo)的最小值；f_adδ是步驟一中第δ個(gè)直接目標(biāo)的大小，

ρ是一個(gè)懲罰系數(shù)，

spa_u是空間目標(biāo)的最大值，spa_l是空間目標(biāo)的最小值；f_spa是步驟一中空間目標(biāo)的大?。?/p>

若只對(duì)一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化則可得到其最大值，而對(duì)其他目標(biāo)優(yōu)化時(shí)則可得到其最小值；

采用理想點(diǎn)模型進(jìn)行多目標(biāo)決策，具體公式見下：

$MinF=\underset{\mathrm{\δ}=1}{\overset{3}{\Σ}}{\left(\frac{f_{\mathrm{\δ}}-{\mathrm{\δ}}_u}{{\mathrm{\δ}}_l-{\mathrm{\δ}}_u}\right)}^{\mathrm{\ρ}}$

F是土地資源空間配置方案的綜合目標(biāo)值大小，其越小則說明越接近理想點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的空間配置方案效果越理想；其中δ_u是目標(biāo)f_δ的最大值，δ_l則是其最小值。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于土地利用規(guī)劃編制的土地資源空間優(yōu)化配置方法，其特征是步驟S3和S4中：將每一個(gè)柵格在遺傳算法中表示為基因，每一個(gè)土地資源空間優(yōu)化配置方案表示為染色體，采用遺傳算法處理，進(jìn)行不斷篩選，選擇表現(xiàn)最好的染色體作為最終解，得到土地資源最佳空間優(yōu)化配置方案。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于土地利用規(guī)劃編制的土地資源空間優(yōu)化配置方法，其特征是步驟S4中，所采用的交叉方法包括以下步驟：

在m個(gè)優(yōu)化解中，將任意兩個(gè)優(yōu)化解進(jìn)行配對(duì)，在每對(duì)優(yōu)化解中任選一對(duì)相同位置的柵格作為核心柵格，并且劃定該核心柵格的鄰域范圍；

設(shè)置交叉算子一：在任一對(duì)優(yōu)化解中，如果第一個(gè)解的鄰域范圍內(nèi)，有兩個(gè)以上柵格的屬性與第二個(gè)解的核心柵格屬性相同，則把第二個(gè)解的核心柵格的屬性賦給第一個(gè)解的核心柵格，把每對(duì)優(yōu)化解進(jìn)行前述交叉運(yùn)算，由此可產(chǎn)生下一代解。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用于土地利用規(guī)劃編制的土地資源空間優(yōu)化配置方法，其特征是步驟S4中，所采用的交叉方法還包括以下步驟：

設(shè)置交叉算子二：隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)行數(shù)與列數(shù)，在任一對(duì)優(yōu)化解中，均將整個(gè)區(qū)域劃分為4個(gè)相位，第一個(gè)優(yōu)化解中的第一、第四相位與第二個(gè)優(yōu)化解中的第一、第四相位交換，對(duì)每對(duì)優(yōu)化解進(jìn)行前述交叉運(yùn)算，由此可產(chǎn)生下一代解。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于土地利用規(guī)劃編制的土地資源空間優(yōu)化配置方法，其特征是步驟S4中，所采用的變異方法包括以下步驟：

設(shè)置變異算子一：任意設(shè)置若干個(gè)斑塊組，前述斑塊組形狀隨機(jī)，其行列數(shù)均小于任一優(yōu)化解的行列數(shù)，前述斑塊組上均設(shè)有一基準(zhǔn)點(diǎn)；

在m個(gè)優(yōu)化解中，對(duì)于任一優(yōu)化解隨機(jī)選擇一個(gè)柵格位置，在前述若干個(gè)斑塊組中隨機(jī)選擇一個(gè)斑塊組，按照基準(zhǔn)點(diǎn)與所選柵格位置對(duì)應(yīng)的原則，將斑塊組復(fù)制到優(yōu)化解上，對(duì)前述斑塊組對(duì)應(yīng)格柵位置的土地利用屬性進(jìn)行統(tǒng)一變異，設(shè)置為一個(gè)隨機(jī)確定的土地利用類型；遍歷m個(gè)優(yōu)化解，對(duì)每個(gè)優(yōu)化解進(jìn)行前述變異運(yùn)算，由此可產(chǎn)生下一代解；

步驟S4中，所采用的變異方法還包括以下步驟：

設(shè)置變異算子二：

對(duì)于任一優(yōu)化解隨機(jī)選擇一個(gè)柵格位置作為核心柵格，確定前述柵格位置的8柵格的鄰域范圍，統(tǒng)計(jì)鄰域范圍內(nèi)不同土地利用類型的柵格數(shù)，獲取該核心柵格的轉(zhuǎn)換概率，公式如下：

MP_ijk＝B_ijk×comp_ijk

其中：N_ijk是核心柵格(i,j)鄰域范圍內(nèi)土地利用類型k的柵格數(shù)，B_ijk表示土地類型的轉(zhuǎn)化概率；遍歷m個(gè)優(yōu)化解，對(duì)每個(gè)優(yōu)化解進(jìn)行前述變異運(yùn)算，由此可產(chǎn)生下一代解；

本發(fā)明中每50次循環(huán)時(shí)采用變異二1次，其他全部采用變異一。